D'abord, laissez-moi vous montrer à quoi ressemble un ordinateur de l'intérieur:
Ce circuit particulier additionne deux nombres. Vous alimentez deux nombres de 8 bits et il produira la sortie, qui est la somme, presque instantanément. Quoi ? Vous ne pouvez pas appeler cela un ordinateur ? Pourquoi pas ? Il a une fonction. Il fait son travail. Et c'est numérique. C'EST un ordinateur, à toutes fins utiles.
Mais c'est un ordinateur à fonction fixe. Beaucoup d'ordinateurs d'antan étaient des ordinateurs à fonction fixe. Comme il y avait des limites physiques à la complexité des choses, les mécanismes et la logique restaient simples. Il y avait des ordinateurs, mécaniques et électriques, qui pouvaient effectuer des calculs de base. Il y avait des ordinateurs qui pouvaient prédire la trajectoire du projectile d'artillerie à tirer. Et puis il y en avait qui cryptaient les messages, comme l'Enigma -
Merveille mécanique allemande de la Seconde Guerre mondiale, elle figure parmi les plus beaux exemples d'ordinateurs à fonction fixe.
Il y avait des ordinateurs modulaires - de grands systèmes électriques, qui peuvent être recâblés pour différents programmes. Ainsi, chaque fois que vous aviez besoin de faire quelque chose de différent, vous sortiez le "schéma de circuit" correspondant et recâbliez l'ordinateur pour accomplir la tâche. À l'époque, programmer signifiait recâbler et les programmes faisaient référence aux schémas de circuit.
C'est dans les années 50's que l'on a exploré la possibilité d'ordinateurs programmables. Au lieu de câbler des actions dans un circuit, on construisait tout le circuit et on le sélectionnait/câblait par le biais d'un multiplexeur qui recevait le code d'opération. Ce qui signifie qu'il n'est plus nécessaire de recâbler. Il suffit d'envoyer des signaux particuliers pour activer des circuits particuliers. Ce système a évolué par la suite pour devenir le format Instructions + Opérandes que nous connaissons si bien. Une séquence de celles-ci est appelée un programme.
La fonction principale du C.P.U. est d'être programmable
Au cas où vous ne l'auriez pas encore deviné. C'est un ordinateur à usage général. Ce qui signifie qu'avec le bon programme, il peut tout faire.
En fait, les premiers ordinateurs n'avaient qu'un seul processeur principal. Même avant l'invention du microprocesseur, un seul processeur était fabriqué en câblant ensemble des circuits intégrés. Il pouvait exécuter des programmes et les entrées de l'écran/du clavier étaient lues et écrites par les "broches" du processeur principal. Le système d'exploitation était donc un programme géant capable de recevoir des données, de faire fonctionner l'écran, de générer des sons et de se connecter au réseau. Au fil des décennies, à mesure que des circuits complexes devenaient réalisables, l'unité centrale de traitement est devenue extrêmement compétente pour exécuter des programmes et les tâches secondaires telles que la gestion des entrées/sorties, des graphiques, du son et de la mise en réseau ont été déléguées à des coprocesseurs distincts et dédiés. Ces coprocesseurs ont été conçus spécialement pour cette tâche et ont considérablement allégé la charge de l'unité centrale. Vous voulez afficher un modèle 3D ? Exécutez cette simple séquence 2 milliards de fois sur le CPU. Vous pouvez aussi la confier au processeur graphique, qui comporte des milliers d'unités fonctionnelles et excelle donc dans les tâches répétitives simples. Le transfert réseau prend trop de temps ? Laissez la carte réseau s'en charger pendant que votre CPU effectue un montage vidéo éclair.
Maintenant, le CPU peut se concentrer sur le fonctionnement du système et le contrôle de ces coprocesseurs. Il leur assigne des tâches et exécute le programme principal. Le CPU est toujours capable d'effectuer toutes ces tâches avec le bon programme. Mais la charge de travail et les coprocesseurs dédiés ont coévolué de telle sorte que l'UC serait beaucoup plus lente ou inefficace pour ces tâches.
Alors, que fait l'UC ? SON PUISSANT PROGRAMMABLE 🙂
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